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用百米“吸管”吸取液体?这种小虫能轻松做到

近日,英属哥伦比亚大学的研究人员发现,沫蝉能以100米长的垂直吸管吸取液体。在7月14日发表于《英国皇家学会学报B刊》上的论文中,Elisabeth Bergman、Emma Green 和 Philip Matthews描述了有关这种独特昆虫的研究成果。

沫蝉的名字来自它们优秀的跳远能力。这种常见于北美洲和欧洲部分地区的昆虫的独特之处不仅于此:春天时,它们会将身体包裹在发泡的植物汁液中;臀部有一个弹射器,可以将尿液弹射到空中以减轻负重;如今看来,它们还是吮吸冠军。

注意到沫蝉以纯木质部的汁液为食后,研究者很好奇这些小虫子的吸吮能力究竟如何。和大多数以植物汁液为食的昆虫不同,沫蝉在木质部进食,而这一部位的汁液比韧皮部更难获取。这是因为,韧皮部的正压会使得汁液在昆虫吮吸时流出来,而木质部为负压,在此吸食汁液的昆虫必须克服这种力量。除此之外,木质部的营养成分浓度较低,意味着以此为食的昆虫必须大量吸吮汁液(这也解释了为什么沫蝉喝得多,排泄也多)。

为了弄清楚沫蝉能产生多少吸力,研究人员捕捉了多个样本。首先,他们通过对沫蝉的头部进行显微扫描掌握了其结构。他们发现,这些昆虫的前额上有一个食窦泵,被肌肉拉起时会像隔膜一样生效。沫蝉前额的这些肌肉被称为后额板(post-clypeus),其大小是昆虫界的翘楚。之后,研究者根据沫蝉头部的食窦泵和肌肉的大小计算了两者组合在一起所产生的吸力大小――大约1.6帕斯卡,小于植物木质部的负压。他们表示,这种力量强大到可以让这种小昆虫坐在自由女神像的皇冠上,把下方杯中的水吸出来。

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编译:橘子 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《英国皇家学会学报B刊》

期刊编号:2053-9193

原文链接:https://phys.org/news/2021-07-froghoppers-liquid-vertical-straw-100m.html

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